SOURCES DE LA CHALEUR ET DU FROID

Je vais terminer ce que nous avions à dire sur les phénomènes qui se rapportent à Pair, en rappelant brièvement les sources de chaleur et de froid.

Les sources de chaleur sont nombreuses. Nous distinguerons particulière nient la chaleur qui nous Tient du soleil; la chaleur qui est produite par la réunion des deux électricités ; la chaleur qui est produite par la diminution de volume que l’on fait subir aux corps ; la chaleur qui est développée par le frottement; et enfin la chaleur qui est due aux combinaisons. La chaleur qui nous vient du soleil et la chaleur qui est produite par les deux électricités, seront développées ultérieurement. La chaleur qui est due aux combinaisons fait partie du cours de chimie ; je n’en parlerai point. Nous n’aurons donc à nous entretenir, et même en très peu de mots, que de la chaleur produite par les variations de volume et par le frottement.

Parvariation de volume nous entendons que le corps puisse être comprimé, et qu’il puisse occuper un volume plus grand. Nous exprimerons le phénomène d’une maniéré plus générale , en disant qu’il y aura production de chaleur si le corps prend un volume plus petit , et production de froid, si le corps prend un volume plus considérable.

Il est facile de démontrer que la compression développe la chaleur dans les corps. Il suffit de faire passer une barre de métal entre les rouleaux d’un laminoir pour qu’il y ait dans cette barre de métal un développement de chaleur très sensible. Il suffit encore de battre cette même barre avec un marteau, de manière à rapprocher ses parties, pour qu’elle devienne très chaude. Cette production de chaleur se rend sensible en approchant une barre de fer ainsi frappée d’un morceau de phosphore; on voit ce phosphore s’enflammer aussitôt. C’est le moyen qu’emploie le forgeron pour allumer du feu. Il donne quelques coups de marteau sur un morceau de fer, qui s’échauffe assez pour enflammer une allumette. Tous les métaux, surtout ceux qui sont ductiles, se prêtent à ce genre d’expériences.

Tous les corps qu’on comprime d’une manière quelconque, soit par percussion , soit par simple pression, produiront de la chaleur . Cela est évident pour les corps solides. Les liquides eux-mêmes, si on pouvait produire une diminution de volume très sensible, produiraient aussi de la chaleur. Mais vous savez que les plus grands efforts ne font éprouver aux liquides qu’une compression presque jnsensible.

Cette compression peut s’exercer avec une grande facilité à l’égard de tous les fluides élastiques. Aussi ce phénomène se manifeste-t-il très clairement dans cette classe de corps.

Il suffit de prendre l'instrument qu’on appelle aujourd’hui briquet pneumatique , et qui n’est autre chose qu’un cylindre parfaitement calibré, que parcourt un piston qui doit joindre parfaitement les parois ; car s’il s’échappait de l’air entre le piston et le cylindre , le phénomène n’aurait pas lieu. En poussant le piston avec promptitude, l’air est comprimé, et il se produit une chaleur énorme dont je donnerai la limite dans un autre moment. Je ne veux établir que le fait général, et je me bornerai à vous dire qu’avec un pareil instrument on parvient facilement à enflammer . un morceau d’amadou qui, pour brûler, exige une chaleur de plus de 5oo°; et cependant le tube étant très petit, il se perd beaucoup de chaleur par les parois.

Ainsi, nous pourrons admettre en principe général que les corps, en diminuant de volume, abandonnent une certaine quantité de chaleur variable pour chacun d’eux.

Le frottement produit aussi beaucoup de chaleur. On peut s’en assurer en faisant tourner rapidement un morceau de bois contre un autre morceau. On parvient, sinon à les enflammer, du moins à les faire fumer. C’est le procédé du sauvage qui fait du feu avec beaucoup d’adresse en frottant deux morceaux de bois l’un contre l’autre.

On pourrait être tenté d’assimiler en quelque sorte le frottement à la compression; mais ce serait une erreur, et je dis qu’on doit regarder le frottement comme produisant de la chaleur, indépendamment de la diminution de volume. II est facile de le démontrer par l’expérience.

En faisant jouer un piston qui entre juste dans un cylindre, le cylindre s’échauffe , et ce n’est pas à la compression qu’est due la chaleur produite; car s’il y avait compression, le piston ou le corps de pompe finirait par s’user, et puisque la chaleur ne serait due qu’à la compression, dès qu’il n’y aurait plus compression , il n’y aurait plus de chaleur. Or vous répéteriez mille fois l’expérience, que le cylindre s’échaufferait toujours. Cette expérience qui s’applique à toutes les questions analogues, prouve donc que par le frottement, on met un fluide particulier dans un état vibratoire qui produit de la chaleur.

Puisque les corps produisent de la chaleur quand ils diminuent de volume, ils doivent, quand ils reviennent à leur état primitif, absorber la chaleur qu’ils ont donnée ; car ils doivent se retrouver dans les mêmes circonstances. D’où nous concluons qu’un corps, en se dilatant, doit produire un

froid plus ou moins considérable , et comme le calorique qu’il absorbe ne peut venir des corps environnans, l’abaissement de température est produit dans le corps même.

Cette expérience ne peut être faite avec facilité qu’en opérant sur des fluides élastiques. On comprime de l’air dans un récipient semblable à celui représenté fig. 2, où l’on aperçoit deux soupapes S, s, la première qui, lorsqu’on soulève le piston, se ferme par le ressort de l’air comprimé dans le récipient; la seconde, qui s’ouvre, dans le même mouvement du piston , par le ressort de l’air extérieur qui pénètre dans le vide que fait le piston en remontant, pour être ensuite refoulé dans le récipient, lorsqu’on fait descendre le piston. Si nous supposons qu’on donne une issue à cet air, il est évident que cet air va se dilater; en se dilatant, sa température va baisser, et comme le calorique ne peut être donné par les corps environnans , c’est le corps même qui fournit le calorique nécessaire à l’expansion qui est produite. Je vais expliquer comment se passe le phénomène. Nous avons dans le vase de l’air qui est saturé d’humidité; s’il n’était qu’à moitié saturé, comme nous avons mis deux atmosphères dans le même espace, il y aurait deux fois plus d’humidité. L’air en se refroidissant, refroidit aussi la vapeur, qui est soumise à la même loi de dilatation. Par ce refroidissement l’eau contenue en dissolution dans l’air va non-seulement se précipiter à l’état liquide , mais même se précipiter à l’état de neige ; et si l’on pouvait voir dans le vase au moment où l’air se dilate, on y verrait en effet de petits flocons de neige. Or cette neige qui est suspendue dans l’air est entraînée par le courant d’air qui s’établit lorsqu’on ouvre le vase, et si l’on présente à ce courant une lame de verre, il se forme à l’endroit où le courant vient frapper un petit mamelon de glace. Cette expérience est connue depuis long-temps dans les mines de Hongrie. Il y a une colonne d’eau qui comprime de l’air puissamment; quand on ôte cette pression il se produit de la neige.

Le phénomène que nous venons de voir se produire dans les gaz est dû uniquement à la chaleur propre que renferment les fluides élastiques et non pas à la chaleur ou au calorique qu’on pourrait supposer existant dans l’espace occupé par ces corps. En effet, si le vide renfermait du calorique, comme nous venons de le voir pour les gaz, en dilatant l’espace, on produirait du froid ; en comprimant cet espace, on produirait de la chaleur. Voici comment on peut faire l’expérience de comprimer et de dilater le vide. Celte expérience ne

peut se faire qu’avec un large baromètre J), fig. 3, dans lequel on fait le vide au moyen de la machine pneumatique, qui communique avec le tube par un tuyau t. Le baromètre plonge par sa partie inférieure dans une cuvette mobile, et dans la partie supérieure du baromètre est placé un thermomètre à air T, très sensible et avec lequel on peut garantir un millième de degré. Pour monter le mercure et comprimer le vide, on soulève la cuvette, et en élevant le niveau inférieur on élève aussi le niveau supérieur. Pour dilater le vide , on baisse la cuvette et les deux niveaux baissent en même temps. En faisant ainsi varier le vide, le thermomètre à air ne bouge pas; et comme il est très sensible, nous pouvons en conclure avec assurance, que le vide ne produit point de chaleur lorsqu’on le comprime , et ne produit point de froid lorsqu’on le dilate.

i IMPRIMERIE DE E. DE VERGER ,

DDE DE VEKKEUÏL , K. 4.